[實用新型]一種凍土環境中樁基模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201420061845.7
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN203701160U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 呂冰;高笑娟;王丹
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡偉華

技術領域

本實用新型涉及樁基模擬裝置技術領域，特別涉及一種凍土環境中樁基模型試驗裝置。

背景技術

目前對于凍土環境中基樁的荷載傳遞機理、破壞性狀、承載能力以及內力和位移的分析研究大都局限于豎向或水平荷載單獨作用下，在實際工程中基樁單純承受豎向或橫向荷載作用的情況很少，往往在承受軸向荷載的同時，還承受有水平荷載的作用。當水平荷載和豎向荷載共同作用于基樁時，水平荷載將使樁身產生較大的彎矩并發生撓曲變形。目前對凍土環境中樁基的試驗研究，采用現場試驗的方法通常不易實現，且操作程序復雜，代價較大，多采用室內試驗的研究方法。

凍土環境中樁–土動力相互作用是一個亟須研究的課題，但由于受各種條件的限制，缺乏足夠的現場數據，制約了該方向相關理論的研究，因此室內模型試驗變得尤為重要。

中國期刊文件《巖土力學》第33卷第2期中《凍融條件下模型樁基水平動力試驗研究》一文中，公布了一種樁動力試驗裝置，該動力試驗裝置包括加載框架、土箱和制冷系統，土箱內裝有土體，制冷系統用于調節土體的溫度而得到凍土，土箱內插裝有豎直設置的模型樁，加載框架上裝配有一個用于向模型樁施加水平加載力的水平加載機構，水平加載機構的軸線沿加載方向延伸，且與模型樁的軸線垂直相交，水平加載機構包括加載軸，加載軸用于直接向模型樁傳遞水平振動載荷，但是，該裝置只能對模型樁進行水平單向振動研究，與實際工況相差較遠。

現有的樁動力試驗裝置，通常只單獨包括豎向加載機構或水平加載機構，這樣是因為當同時包括豎向加載機構和水平加載機構時，當模型樁發生水平位移時，豎向加載機構不能隨模型樁水平移動，豎向加載機構會與模型樁分離而不能對模型樁施加豎向作用力。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種凍土環境中樁基模型試驗裝置，以提高試驗裝置模擬樁基實際工況的相似度。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下方案：一種凍土環境中樁基模型試驗裝置，包括用于向模型樁施加水平加載力的水平加載機構，水平加載機構具有沿加載方向延伸的軸線，還包括用于向模型樁施加豎向加載力的豎向加載機構，所述水平加載機構有一個或兩個以上，所述豎向加載機構設在用于補償模型樁的水平位移的行走機構上。

所述水平加載機構包括加載彈簧，加載彈簧的軸線與其所屬水平加載機構的軸線共線。

水平加載機構還包括加載軸和與加載軸傳動連接的往復驅動機構，加載彈簧設在加載軸與往復驅動機構之間或用于設置在加載軸與模型樁之間。

往復驅動機構包括旋轉軸和止旋裝配在旋轉軸上的輸出輪，輸出輪具有用于頂壓驅動相應加載軸的外周面。

輸出輪包括輪芯和套在輪芯上的減摩軸承，輸出輪的外周面由減摩軸承的外周面構成。

所述水平加載機構的數量為一個。

所述豎向加載機構包括可上下移動的螺旋千斤頂。

所述行走機構包括導軌和滑動導向裝配于導軌上的滑塊結構，滑塊結構與豎向加載機構相連，導軌的軸線與水平加載機構的軸線平行。

所述導軌為反力梁，滑塊結構包括找正箱，找正箱上開設有供反力梁通過的讓位結構，找正箱內設有滾桿，滾桿的軸線沿反力梁的寬度方向延伸，反力梁的下側具有與滾桿滾動配合的上配合面，找正箱的上部設有上部軸承，上部軸承的軸線沿反力梁的寬度方向延伸，反力梁的下側具有與上部軸承滾動導向配合的下配合面，找正箱通過上部軸承懸掛在反力梁上。

所述找正箱上設有用于限制找正箱向反力梁兩側移動的限位軸承，限位軸承的軸線上下延伸，限位軸承設于反力梁的兩側面且與反力梁滾動配合。

本實用新型的有益效果：本實用新型的凍土環境中樁基模型試驗裝置能夠在模擬凍土環境中樁基受力工況，且與實際工況的相似度高，不僅可單獨完成水平與豎向的靜載實驗，也可完成水平與豎向荷載共同作用的靜載實驗；在進行水平方向的靜動力加載時，可模擬實際工程中上部結構產生的豎向荷載。本實用新型為凍土環境中樁基礎的承載特性研究提供良好的基礎。

進一步的，由于水平加載機構包括加載彈簧，因此通過改變加載彈簧的剛性系數可以實現加載的振動載荷幅值的改變。

進一步的，減摩軸承與加載軸之間的摩擦力小，能夠保證在振動過程中減摩軸承與加載軸穩定接觸并傳遞載荷。

進一步的，行走機構包括導軌和滑塊，其工作原理和結構簡單，便于加工。

進一步的，限位軸承可限制找正箱向反力梁兩側移動，即可避免找正箱發生側移，進而能避免豎向加載機構發生側移，提高了試驗精度。

附圖說明